玉米秸秆保留型收割机榨汁系统设计

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1、玉米秸秆保留型收割机榨汁系统设计杨乐林宋北方工业大学机械与材料工程学院摘要：针对螺旋式压榨系统容易堵塞、压榨后秸秆倒吸、压榨力大和出汁率低等问题,对玉米秸秆保留型收割机榨汁系统提出了新型多辘筒式碾压的压榨设计方案，确定了榨汁系统的布局和尺寸。同时，运用动力学仿真软件Adams对压榨过程进行了仿真，并通过试验对设计方案进行了验证。结果表明:新型多辘筒式压榨系统的压榨空间外露，发生堵塞可快速处理;压榨后秸秆未出现倒吸现象;新型榨汁系统的压榨力明显减小，出汁率明显上升。综合分析及仿真实验表明：所设计的榨汁系统基本达到设计要求。关键词：玉米收割机;秸秆利用;辘筒榨汁;作者简介：杨乐（1993

2、-），男，内蒙古包头人，硕士研究生，（E-mail）yangle@outlook.como作者简介：林宋（1958-），男，武汉人，副教授，硕士生导师，（E-mail）1insong2000@126.com。收稿日期：2016-11-20基金：国家自然科学基金项目（51271003）DesignofCornHarvesterWiththeRetentionofCornStrawYangLeLinSongCollegeofMechanicalEngineeringandMaterialEngineering,NorthChinaUniversityofTechnology;Abstra

3、ct：Aimedattheproblemofeasyblockage,reversef1owaftersqueezing,hugesqueezingforceandlowjuiceyieldofspiralsqueezer,anewdesignprogramofmultiplc-rollsqueezerwasraisedtocornharvesterwiththeretentionofcornstraw.Thedimensionsandlayoutofthepressingsystemwasconfirmed.Adamswasusedtocarryoutsimulationofthe

4、squeezingprocess.Aexperimentwasconductedtotestifydesignprogram.Theresultsshowthatthesqueezesystemofmultipie一rollsqueezerwasexposedtodealwiththeblockup;reversef1owaftersqueezingdidn'tappearanymore;thcsqueezingforcewasdecreasedandthejuiceyieldwasclearlyontherise.Theequipmentbasicallymeettherequir

5、ements.Keyword：cornharrester;strawmemagement;roller-typesqueezer;Received：2016-11-200引言我国是一个农业大国，2015年我国玉米的种植面积达到了0.38亿hm,玉米产量为2.2亿t,因此玉米秸秆产量十分可观。秸秆的处理成为了一个比较严峻的问题，政府严禁焚烧秸秆，而破碎还［□等用途成本较高，因此农村秸秆处理亟需一个解决办法。笔者为某公司设计了一款玉米秸秆收割榨汁一体机，其工作流程如图1所示。在玉米收获作业中，玉米收割系统将玉米植株割断，摘穗系统摘除果穗，去叶系统将玉米植株的皮叶去除，并口将玉米秸秆劈裂以

6、提高岀汁率。去皮后的玉米秸秆通过传送带送入榨汁系统屮，通过榨汁机上的压榨车昆将玉米秸秆挤压，挤压后的残渣送入后方打捆系统中打包，而榨出的秸秆汁通过下方的桶收集起来。该机可以实现玉米的收割、摘穗、去叶、榨汁及打捆，满足设计的生产率、出汁率及能耗要求，解决了农村劳动力缺少和企业运输成本高的问题。本文应用三维建模软件SolidWorks和机械系统动力学仿真软件Adams进行设计建模，并通过实验与仿真分析验证压榨时的受力情况，以保证整个设备的可行性，为相关机械的设计提供理论参考。整个系统的三维建模图如图2所示。图1工作流程图Fig.1Workflowchart下载原图图2系统整体模型图Fig

7、.2Thechartofoverallsystem下载原图1压榨系统设计1.1方案选择目前，市面上用于秸秆压榨的压榨方式主要有辘筒式碾压和破碎加曲柄压榨两种方式。从出汁率角度考虑，采用先破碎后压榨的复合方式较好，但由于破碎后压榨物容易堆积，导致机械堵塞，故该方案大多使用于水分含量大、纤维含量少的农作物（如苹果、花生、葡萄等），无法适用于粗纤维含量多的玉米秸秆。同理，螺旋式压榨也容易导致堵塞，一旦发生堵塞无法及时清理，从而影响工作效率［1］。由于此次设计的压